逆变器的故障诊断装置及故障诊断方法制造方法及图纸

本发明专利技术的逆变器的故障诊断装置抑制通过了逆变器的过大的短路电流。对用上臂侧开关元件(32u、32v、32w)和下臂侧开关元件(34u、34v、34w)在各相中构成上下臂来驱动3相电机(10)的逆变器(30)进行故障诊断。从连接点(N)的电路输入连接点(N)的电压的控制器(70)，将在电源和上臂之间的正极母线(24p)上设置的第1开关(SW1)截止，将与第1开关(SW1)并联并且与第3电阻(R3)串联地设置的第2开关(SW2)导通，将电源和连接点(N)之间与第4电阻(R4)串联地设置的第3开关(SW3)导通，基于将开关元件以规定的模式设定了导通和截止时的连接点(N)的电压，进行故障诊断。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及诊断在驱动电机的逆变器(inverter)中是否发生故障的逆变器的故障诊断装置及故障诊断方法。
技术介绍
作为以往的逆变器的故障诊断装置及故障诊断方法，已知在将逆变器的开关元件进行了PWM驱动时，作为与电机的中性点对应的虚拟中性点的电压，基于将逆变器的各相的输出电压合成所得的合成电压，诊断逆变器的故障的技术(例如，参照专利文献1)。在这样的技术中，由于逆变器的各相的输出电压为矩形波状，所以利用将合成电压的信号通过具有截止频率比PWM载波频率低的低通特性的滤波器，从合成电压的信号中提取直流分量，使用该直流分量的值诊断在逆变器中是否发生故障。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-81327号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题可是，至通过了滤波器的合成电压的信号电平收敛某种程度之前产生时间性延迟。因此，在上臂侧的开关元件和下臂侧的开关元件的至少一方中发生了导通粘连的情况下，被预想至少在诊断为逆变器中发生故障之前，通过逆变器在电源和地之间产生过大的短路电流，所以有对于逆变器整体诱发2次故障的顾虑。本专利技术鉴于上述问题而完成，目的在于提供在诊断逆变器的故障时，抑制了在电源和地之间发生通过了逆变器的过大的短路电流的、逆变器的故障诊断装置及故障诊断方法。解决问题的方案为此，在本专利技术的逆变器的故障诊断装置中，将对于串联地连接的一对开关元件在各相构成上下臂来驱动3相电机的逆变器诊断是否发生故障作为前提，包括：电压检测电路，构成为将多个第1电阻的一端彼此连接，并将该连接点通过第2电阻与地连接，同时将多个第1电阻的另一端以一对一方式分别连接在各相的上下臂间，检测连接点的电压；第1开关，设置在连接电源和上臂侧开关元件的正极母线上；第2开关，与第1开关并联、并且与第3电阻串联地设置；第3开关，在电源和连接点之间与第4电阻串联地设置；以及控制单元，构成为控制上臂侧开关元件及下臂侧开关元件、以及第1开关、第2开关及第3开关的导通和截止，并且与连接点电连接。此外，在本专利技术的逆变器的故障诊断方法中，将对于串联地连接的一对开关元件在各相构成上下臂来驱动3相电机的逆变器，诊断是否发生故障作为前提，从将多个第1电阻的一端彼此连接，将该连接点通过第2电阻与地连接，同时将多个第1电阻的另一端以一对一方式分别连接在各相的上下臂间的电路，输入连接点的电压的控制单元，将设置在连接电源和上臂侧开关元件的正极母线上的第1开关截止，将与第1开关并联、并且与第3电阻串联地设置的第2开关导通，将在电源和连接点之间与第4电阻串联地设置的第3开关导通，然后基于进行了以使上臂侧开关元件及下臂侧开关元件按规定的模式(pattern)导通或截止那样的控制时的连接点的电压，诊断逆变器是否故障。专利技术的效果根据本专利技术的逆变器的故障诊断装置及故障诊断方法，在诊断逆变器的故障时，能够抑制在电源和地之间发生通过了逆变器的过大的短路电流。附图说明图1是适用了本专利技术的实施方式的逆变器的故障诊断装置的无刷电机的驱动控制装置的例示性的电路结构图。图2是表示上述的驱动控制装置中的开关设定的列表图。图3是表示上述的驱动控制装置中的控制器的功能的功能框图。图4是表示上述的控制器中的逆变器故障诊断处理的流程图。图5是表示上述的逆变器故障诊断处理的第1故障诊断中的开关元件的导通和截止设定的列表图。图6是表示上述的逆变器故障诊断处理的第2故障诊断中的开关元件的导通和截止设定的列表图。图7是表示上述的逆变器故障诊断处理的第3故障诊断中的开关元件的导通和截止设定的列表图。具体实施方式以下，详细地说明本专利技术的实施方式。图1是适用了本专利技术的实施方式的逆变器的故障诊断装置的无刷电机的驱动控制装置的例示性的电路结构图。无刷电机10是3相的直流同步电动机，将U相、V相及W相的3相的线圈10u、10v、10w配备在未图示的圆筒状的定子(定子)上，将各相的线圈10u、10v、10w的一端彼此连接构成形成了中性点No的星形联结。此外，在定子的中央部形成的空间中可旋转地配备未图示的转子(永磁转子)。在本实施方式中，无刷电机10以适用于使用滚珠丝杠使制动主液压缸直接产生液压的车载用电动制动的电动促动器作为前提，但适用例子不限于此。例如，能够适用于VTC(Valve Timing Control；气门正时控制)、VCR(Variable Compresion Ratio；可变压缩比)、电动油泵、电动水泵、电动助力转向、散热风扇等所有的车载系统的电动促动器。在以端子22u、22v、22w分别与无刷电机10的3相的线圈10u、10v、10w的另一端可拆装地电连接的驱动控制装置20中，包括：具有驱动无刷电机10的驱动电路的逆变器30；检测在无刷电机10中流过的电流的电流传感器40；检测转子的磁极位置的磁极位置检测传感器50；用于检测与无刷电机10的中性点No对应的虚拟中性点N的电压的电压检测电路60；第1开关SW1；第2开关SW2；第3开关SW3；以及控制逆变器30的控制器70。逆变器30具有开关元件32u、32v、32w、34u、34v、34w为3相桥式连接的开关元件组，在该开关元件组中，从电源80供给电压Vcc。更详细地说，逆变器30中，串联地连接的一对开关元件32u、34u在U相构成上下臂，串联地连接的一对开关元件32v、34v在V相构成上下臂，串联地连接的一对开关元件32w、34w在W相构成上下臂。上臂由高电位侧即上臂侧开关元件32u、32v、32w构成，下臂由低电位侧即下臂侧开关元件34u、34v、34w构成。而且，U相的上下臂间的A点与端子22u连接，V相的上下臂间的B点与端子22v连接，W相的上下臂间的C点与端子22w连接。在逆变器30中，开关元件32u、32v、32w、34u、34v、34w例如由FET(Field Efect Transistor；场效应晶体管)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor；绝缘栅双极晶体管)、或双极晶体管等能够进行开关动作的半导体元件构成，分别包含用于回流反电动势造成的浪涌电流而反向并联地连接的二极管32ud、32vd、32wd、34ud、34vd、34wd。开关元件32u、32v、32w、34u、34v、34w的控制端子(栅极端子)连接到控制器70，如后述，构成为通过从控制器70输入栅极控制信号，导通和截止受到控制。电流传感器40是，在连结逆变器30和电源80的正极母线24p及负极母线24n之中的、低电位侧的负极母线24n上串联地设置电阻器来检测无刷电机10中流过的电流的分流电阻式传感器，电流传感器40的两端和控制器70电连接。磁极位置检测传感器50可以是使用分析器、霍尔元件、霍尔IC、磁电阻元件、旋转式编码器等无论接触式或非接触式的各种各样的传感器，将与无刷电机10的旋转的转子的磁极位置对应的磁极位置检测信号输出到控制器70。电压检测电路60将多个第1电阻R1的一端彼此连接，将该连接点N通过第2电阻R2与地连接，同时分别将多个第1电阻R1的另一端以一对一方式连接到U相的上下臂间的A点、V相的上下臂间的B点及W相的上下臂间的C点。电压检测电路60构成为将连接点N的电压作为与无刷电机10的中性点No对应的虚拟中性点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变器的故障诊断装置，其为对于串联地连接的一对开关元件在各相构成上下臂来驱动3相电机的逆变器，诊断是否发生故障的逆变器的故障诊断装置，包括：电压检测电路，构成为将多个第1电阻的一端彼此连接，并将该连接点通过第2电阻与地连接，同时将所述多个第1电阻的另一端以一对一方式分别连接在各相的所述上下臂间，检测所述连接点的电压；第1开关，设置在连接电源和上臂侧开关元件的正极母线上；第2开关，与所述第1开关并联、并且与第3电阻串联地设置；第3开关，在所述电源和所述连接点之间与第4电阻串联地设置；以及控制单元，构成为控制所述上臂侧开关元件及所述下臂侧开关元件、以及所述第1开关、所述第2开关及所述第3开关的导通和截止，并且与所述连接点电连接。

【技术特征摘要】
2015.03.06 JP 2015-0450961.一种逆变器的故障诊断装置，其为对于串联地连接的一对开关元件在各相构成上下臂来驱动3相电机的逆变器，诊断是否发生故障的逆变器的故障诊断装置，包括：电压检测电路，构成为将多个第1电阻的一端彼此连接，并将该连接点通过第2电阻与地连接，同时将所述多个第1电阻的另一端以一对一方式分别连接在各相的所述上下臂间，检测所述连接点的电压；第1开关，设置在连接电源和上臂侧开关元件的正极母线上；第2开关，与所述第1开关并联、并且与第3电阻串联地设置；第3开关，在所述电源和所述连接点之间与第4电阻串联地设置；以及控制单元，构成为控制所述上臂侧开关元件及所述下臂侧开关元件、以及所述第1开关、所述第2开关及所述第3开关的导通和截止，并且与所述连接点电连接。2.如权利要求1所述的逆变器的故障诊断装置，其特征在于，所述控制单元构成为基于从所述电压检测电路检测出的所述连接点的电压，诊断所述逆变器是否故障。3.如权利要求2所述的逆变器的故障诊断装置，其特征在于，所述控制单元构成为在诊断所述逆变器是否故障时，进行将所述第2开关及所述第3开关导通，同时将所述第1开关截止的控制。4.如权利要求3所述的逆变器的故障诊断装置，其特征在于，所述控制单元构成为基于在进行了将所述上臂侧开关元件及所述下臂侧开关元件全部截止的控制的情况下检测的所述连接点的电压，诊断在所述上臂侧开关元件及所述下臂侧开关元件中是否发生导通粘连。5.如权利要求4所述的逆变器的故障诊断装置，其特征在于，所述控制单元构成为在诊断为所述上臂侧开关元件及所述下臂侧开关元件中没有发生导通粘连时，基于在进行将所述上臂侧开关元件全部截止的控制，同时进行了将所述下臂侧开关元件顺序地一次导通一个的控制的情况下检测的所述连接点的电压，诊断在所述下臂侧开关元件中是否发生截止粘连。6.如权利要求5所述的逆变器的故障诊断装置，其特征在于，所述控制单元构成为在诊断为所述下臂侧开关元件中没有发生截止粘连...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑岩伸幸，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP